Arduino – Uso de la Tarjeta de Relés

Por Félix Maocho
14/2/2013

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Objetivo de este post:

Enseñar a utilizar las tarjeta  de relés y como explicar las pruebas que se pueden hacer con un relé, para llegar a identificar el cometido de cada entrada y salida de la tarjeta y mostrar de una forma real l el potencial que tiene Arduino como dispositivo controlador de cualquier aparato o dispositivo eléctrico .

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Como indicamos en el post anterior, se construyen tarjetas que soportan uno o varios relés con toda la circuitería necesaria para su funcionamiento, de tal forma, que solo basta unir la tarjeta a una fuente de energía a 5 voltios, que puede ser, o no, el PIN de alimentación de Arduino (el PIN 5V) y a tierra que puede ser, o no, el PIN GND,  para que los relés funcione de acuerdo con las señales que les hagan llegar desde los PINs abiertos como OUPUT de Arduino.

Puesto que tengo una tarjeta con cuatro relés puedo controlar cuatro circuitos eléctricos diferentes, pero en este caso dado que el objetivo es aprender el uso de relés, trabajaré solo con un circuito eléctrico que va a tener bombillas incandescente, el funcionamiento con los demás relés es exactamente igual que con este.

Si nos fijamos en la fotografía de la tarjeta con cuatro relés en el lado inferior de la imagen de la tarjeta están todos los conectores que trabajan con corriente continua en este caso a 5V (la tension normal de trabajo de Arduino UNO.

Hay conectores marcado como IN1, IN2. IN3 y IN4 sin lugar a duda para conectar, (Input), con cuatro diferentes PINs de salida digital de Arduino que serán quienes controlen la circulación de corriente por los cuatro circuitos eléctricos que se les oede conectar conecte a los relés.

También sin lugar a dudas hay un conector marcado como VCC que ha de recibir el voltaje para que los  relés funcionen, en este caso 5V como indica la carcasa de los relés en su última línea de texto. Por último hay un conector a su lado marcado con GND que indudablemente tiene que conectarse a tierra (o V0 = Voltaje cero). Hay otros dos conectores mas marcados como COM u GND cubiertos con un protector de plástico verde que de momento no utilizamos, ni (he de ser sincero, tambiñén de momento no  conozco su utilidad), aunque supongo que uno de ellos el marcado como GND es un PIN de tierra.

Por el lado de los conectores de la tarjeta encontramos un número delante de cada relé del 1 al 4 que relacionan cada relé con las entradas de input  (IN1…IN4) del otro lado que controlan el relé, y cada relé tiene una clema con tres posibles conexiones. Con seguridad hay una que corresponde a al entrada COM, (común), otra que vale para trabajar con el conector en estado  NA, (normalmente  abierto), es decir que solo se cierra el circuito de corriente alterna, cuando pasa la corriente continua y el otro para trabajar con el relé en estado NC, (normalmente cerrado), o lo que es lo mismo que el circuito de corriente alterna esta cerrado salvo cuando pasa corriente continua por el relé. Los iconos que hay en cada una de las tres salidas de la clema nace suponer que al icono de la derecha indica que es la salida NC (normalmente cerrado, el de la izquierda, es la NA  (Normalmente abierta ) y la del centro p tiene que ser por d fuerza en este caso la entada COM,

Como en este lado ya hablamos de corriente alterna a 220 Volts. la prudencia nunca está demás, por tanto vamos a estudiar que ocurre si nuestra suposición no es correcta (o en otro relé no este tan claro y haya que averiguar el papel de cada salida)

Llamando Cable 1, (C1)  al que colocaremos en la posición central de cualquiera de los dos cables que proceden de un enchufe normal de corriente eléctrica en el centro y cable C2  (C2) el que colocaremos a su derecha, es decir, posiblemente a la salida NA, se pueden dar los siguientes casos:

• C1 realmente está en COM y C2 en NA => La bombilla estará APAGADA  hasta que el relé se active
• C1 realmente está en COM y C2 en NC => La bombilla estará ENCENDIDA y se apagara cuando el relé se active
• C1 esta NA y C2 en COM  => La bombilla estará ENCENDIDA y se apagara cuando el relé se active (el orden de los cables no influye en el resultado final solo influye donde conectan)
• C1 esta NA y C2 en NC => La bombilla estará APAGADA y tampoco se encenderá cuando el relé se active , E l circuito siempre estará abierto pues el relé conectará un borne peor desconectará  el oto
• C1 esta NC y C2 en COM  => La bombilla estará APAGADA  hasta que el relé se active, Como ocurre en el caso inverso, pues el orden de los cables no influye
• C1 esta NC y C2 en NA => La bombilla estará APAGADA inicialmente y tampoco se encenderá cuando el relé se active, Como ocurre en el caso inverso, pues el orden de los cables no influye

Y no hay más posibles combinaciones. Como ven, lo primero es que como ocurre en todos los circuitos eléctricos, si se permuta el cable C1 por el C2 el resultado final es indiferentes en un circuito eléctrico de corriente alterna no hay polaridad, a diferencia de lo que ocurre en un circuito de corriente continua. Por otra parte se pongan como se pongan los cables no hay riesgo de cortocircuitos,sinplemente la bombilla lucirá o no por lo que podemos hacer el experimento con toda tranquilidad  y simplemente el funcionamiento de la bombilla será el que nos indique cuales de las combinaciones existentes en el caso que la luz se encienda y en el caso de que no se encienda.  Este experimento no necesita de la placa Arduino  en una primera fase pues solo nos interesa ver en principio si la bombilla se enciende o no. >Por tanto en caso de dudas podemos conectar el circuito electrico y hacer algunas pruebas cambiando los cables entre las distintas salidas de la clema de un relé hasta dar con las posiciones correctas, (AEN ñultimo expremo podremos encender y apagar el PIn que conntrole el relé hasta dar con la solucion perfecta.

Así pues, vamos a pasar a hacer un experimento en real. Para ello utilizo nuevamente ka “lámpara”  con una bombilla amarilla con  un pie que contiene los siguientes elementos la clema de cuatro entradas, de la que solo utilizaremos las dos de la izquierda poniendo por un lado los cables que van al enchufe y por el otro un cable azul en la salida más a la izquierda, que va directamente al casquillo de la lámpara y un cable marrón, (el que llamamos C2), en el  que va a la salida NA, (normalmente abierta), del relé. De la salida del relé  COM, (común), sale otro cable marrón, (que llamamos C1) , que directamente va al casquillo de la bombilla.

En nuestro caso hicimos un e pequeño experimento con nuestra «lámpara» que indicó que la primera intuición era correcta el cable COM es el del centro de cada relé, a su derecha, visto como está en la imagen.  se encuentra la salida NA (Normalmente abierto) y a su izquierda en la salida NC (Normalmente cerrado).  En el primer vídeo situamos los cables en las supuestas salidas COM (centro ) y NA (normalmente cerrado y al enchufar el circuito la bombilla no se ha encendido como era razonable que ocurriera.

Para más seguridad hemos conectado nuevamente los cables , esta vez a la salida COM, en el centro a la salida NA (normalmente abierta), a su izquierda  y en este caso si se ha enciendido la bombilla como era previsible.

De esta forma hemos creado un circuito eléctrico, que en principio debe estar abierto puesto que la salida del relé utilizada es la NA y no pasa ninguna corriente por el electroimán del relé.

Solucionadas las dudas de cómo debe funcionar el relé pasemos a ver como se usa. Empezaremos por el mismo ejercicio que en el capítulo anterior solo que en vez de encender una bombilla enviando la señal a un transistor, la enviaremos a un relé para que encienda la bombilla a 220 volts.

En este caso vamos a alimentar la tarjeta de relés directamente de la tarjeta de Arduino, un cable rojo conecta la salida V5 (5 volts) de Arduino con la VCC de Tarjeta de Relés, otro negro conecta ambas entradas  GND (tierra) y del PIN8 pasamos mediante un cable amarillo a alimentar la patilla correspondiente al relé 4 que es el que vamos a utilizar para el circuito de corriente alterna que tiene la bombilla.

Vamos a aprovechar el mismo sketch que en caso de un relé sin tarjeta enciende que enciende y apaga la bombilla intermitentemente, luce durante un segundo y permanece apagada 10 segundos. El squetch visto en el ejercicio anterior es como sigue:

/*Programa realizado por Javier Couto Rego “Regata” para
http://www.tallerarduino.wordpress.com
Encendiendo una bombilla a 220V con un Arduino y un relé
a 5V*/

int rele=8;
void setup()
{
pinMode(rele,OUTPUT);
}

void loop()
{
//Nota tenemos el relé conectado como Normalmente Abierto
//así solo se activará la carga cuando activemos la bobina
//del relé, para que funcione al revés cambiaremos el cable
//a la posición Normalmente Cerrado

digitalWrite(rele,HIGH);  //Activamos la bobina del relé y encendemos la bombilla
delay(1000);              //durante 1 segundo
digitalWrite(rele,LOW);   //Desactivamos la bobina del relé y apagamos la bombilla
delay(10000);             //durante 10 segundos
}

Como pueden ver por el pequeño vídeo la prueba fue un éxito y la bombilla  220 voltios se enciende y se apaga tal como se lo manda la tarjeta Arduino. Esto demuestra el gran potencial que tiene la tarjeta Arduino como dispositivo controlador de cualquier tipo de aparatos eléctricos, independientemente de lo que hagan o del potencial eléctrico que consuman.

Félix Maocho

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